高溫碳化爐加熱元件的製作方法

2023-06-30 04:28:06

專利名稱：高溫碳化爐加熱元件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及碳纖維碳化工藝中的高溫碳化爐用加熱元件。
背景技術：
碳纖維及其複合材料具有高強度、高模量、耐疲勞，具有導電功能，傳熱性好，熱膨脹係數小等優異性能，所以被廣泛的採用於航空航天、國防軍工領域。碳纖維作為發展尖端武器所有的必備原材料，特別是戰略飛彈、殲擊機、衛星、航空航天、核能設備所迫切需求的結構功能材料的主要增強材料。在軍用領域和民用領域需求量大。工業化、高模量碳纖維生產技術及設備國內起步較晚，發達國家對於碳纖維設備對國內的限制與制約，導致了國內碳纖維發展的瓶頸。
目前碳纖維生產用高溫碳化爐中，加熱方法為娃碳棒或娃鑰棒,最高溫度不超過1450°C，不能滿足1600°C -2800°C高溫狀態下高模量碳纖維的規模化生產。
發明內容本實用新型為了解決現有技術的不足，採用了更適合在1600°C -2800°C高溫狀態下加熱的石墨棒或者石墨管作為加熱元件，利用石墨在3000°C才開始分解、電阻率變小的特性，滿足了碳纖維連續生產過程中對於高溫碳化爐加熱性能的要求。本實用新型通過以下技術方案來實現:一種高溫碳化爐加熱元件，使用大電阻率、材料緻密度均勻的石墨棒或者石墨管作為加熱管，加熱管分布在馬弗爐腔的上下兩側，兩個發熱管用由石墨製作的電極連接板連接，構成一個加熱迴路。加熱迴路中的加熱管在高溫碳化爐的寬度方向發熱，特別改善了寬口高溫碳化爐在寬度方向上溫度的均勻性、一致性。在石墨電極的軸向、徑向鑽排氣孔，使得加熱元件內部與外界貫通，解決了由於空氣的熱脹冷縮而導致加熱管漲裂的問題。石墨電極採用水冷方式，在空心石墨電極內部安裝紫銅盲管，在紫銅盲管內部安裝帶斜口的紫銅水管，利用紫銅良好的導熱性能在紫銅水管通入冷水將聚集在石墨電極上的熱量帶走。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於:現有技術多採用矽鑰棒或矽碳棒作為加熱元件，溫度最高在1450°C，適應不了高模量碳纖維的規模化生產。本實用新型採用了更適合在1600°C -2800°C高溫狀態下加熱的石墨材料作為主要的加熱元件，滿足了連續化碳纖維生產過程中對於高溫碳化爐加性能要求。

附圖為本實用新型的結構示意圖圖中:電極連接板(1)，石墨螺釘(2)，加熱管(3)，馬弗爐腔(4)，石墨電極(5)，紫銅盲管￠)，帶斜口紫銅通水管(7)，電纜卡子(8)具體實施方式
下面對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明，但本實用新型的實施方式不限於此。實施例本實用新型高溫碳化爐加熱元件，加熱管(3)分布在馬弗爐腔(4)上下，加熱管
(3)用電極連接板(I)和石墨螺釘(2)連接，通過石墨電極(5)和電纜卡子(8)將外部的電流導通到加熱管(3)上，構成一個加熱迴路。本實用新型高溫碳化爐用加熱元件，在石墨電極(5)的軸向和徑向上鑽有排氣孔，防止由於空氣的熱脹冷縮而導致的漲裂。本實用新型高溫碳化爐用加熱元件，在石墨電極(5)上安裝有紫銅盲管(6)和帶斜口紫銅通水管(7)，將聚集在石墨電極(5)的熱量用水帶走，保護了電纜卡子(8)。
權利要求1.一種高溫碳化爐加熱元件，使用大電阻率、材料緻密度均勻的石墨棒或者石墨管作為加熱管，其特徵為:加熱管分布在馬弗爐腔的上下兩側，兩個發熱管用由石墨製作的電極連接板連接，構成一個加熱迴路。
2.根據權利要求1所述的高溫碳化爐加熱元件，其特徵為:石墨導通電極的軸向、徑向鑽有排氣孔，使加熱元件內部與外界貫通。
3.根據權利要求1所述的高溫碳化爐加熱元件，其特徵為:所述石墨導通電極採用水冷方式，在空心石墨導通電極內部安裝紫銅盲管，在紫銅盲管內部安裝帶斜口的紫銅水管。
專利摘要本實用新型公開一種高溫碳化爐加熱元件。本加熱方法採用電阻率大、材料緻密度均勻的石墨棒或者石墨管作為高溫碳化爐加熱元件，橫截面積大的石墨棒作為導通電極。在石墨電極的軸向、徑向鑽排氣孔，使加熱元件內部與外界貫通，解決了高溫度下空氣的熱脹冷縮導致加熱管漲裂的問題，使加熱元件的使用壽命得到提高。在空心石墨導通電極內部安裝紫銅盲管，在紫銅盲管內部安裝紫銅水管，利用紫銅良好的導熱性能，紫銅水管通入冷水將聚集在石墨導通電極上的熱量帶走。
文檔編號D01F9/12GK203021699SQ20122046386
公開日2013年6月26日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者林剛, 張永福, 喬蔭春, 馮軍 申請人:廣州賽奧碳纖維技術有限公司